高压射流磨振荡反应腔CFD模拟及结构优化

目的:解决工业级高压射流磨(industry-scale microf luidizer,ISM)在实际应用中存在的进料要求高、处理量小、处理效果不佳问题.方法:结合CFD-PBM模拟和乳液制备试验对4种振荡反应腔进行选优,再通过尺寸优化获得最终腔型.结果:4种反应腔相比于原反应腔都拥有更大的孔径和流量;粒径细化效果为T字撞击型＞T字—二次撞击型＞十字撞击型＞二分管型4种反应腔的分流管区均主要存在剪切作用力,撞击管区主要存在撞击作用力,射流管区主要存在剪切作用力和空穴作用力.以上3个区域均存在强湍流.对T字撞击型反应腔进行尺寸优化,得到最终的反应腔模型,其最小管径为0.7 mm,在120 MP...

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Published in食品与机械 Vol. 40; no. 1; pp. 73 - 89
Main Authors 梅立仁, 许克平, 艾凡荣, 戴涛涛, 陈军
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 江西南大国创院食品科技有限公司,江西南昌 330047 2024
南昌大学先进制造学院,江西南昌 330031%南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室,江西南昌 330047%南昌大学先进制造学院,江西南昌 330031%南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室,江西南昌 330047
南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室,江西南昌 330047
Subjects
振荡反应腔
CFD-PBM
interactive chamber
模型优化
工业级高压射流磨
数值模拟
industry-scale microfluidizer
numerical simulation
model optimization
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ISSN1003-5788
DOI10.13652/j.spjx.1003.5788.2023.81050

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Summary:目的:解决工业级高压射流磨(industry-scale microf luidizer,ISM)在实际应用中存在的进料要求高、处理量小、处理效果不佳问题.方法:结合CFD-PBM模拟和乳液制备试验对4种振荡反应腔进行选优,再通过尺寸优化获得最终腔型.结果:4种反应腔相比于原反应腔都拥有更大的孔径和流量;粒径细化效果为T字撞击型＞T字—二次撞击型＞十字撞击型＞二分管型4种反应腔的分流管区均主要存在剪切作用力,撞击管区主要存在撞击作用力,射流管区主要存在剪切作用力和空穴作用力.以上3个区域均存在强湍流.对T字撞击型反应腔进行尺寸优化,得到最终的反应腔模型,其最小管径为0.7 mm,在120 MPa下流量可达878 L/h.优化所得腔型制备的乳液粒径为249 nm,与模拟粒径结果吻合良好.结论:T字撞击型反应腔更具粒径细化优势,撞击作用力是粒径细化的主要因素.
ISSN:1003-5788
DOI:10.13652/j.spjx.1003.5788.2023.81050